Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes


Fachstelle der WSV für Verkehrstechniken

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Inhalt: Leuchttonnen mit photovoltaischer Energieversorgung

Für die Sicherung des Schiffsverkehrs an den deutschen Ost- und Nordseeküsten kommen zur Bezeichnung der Verkehrstrennungsgebiete, der äußeren Reviere und der Küste ca. 1200 große und mittlere Leuchttonnen als schwimmende Schifffahrtszeichen zum Einsatz.

Bild 1: Leuchttonne 81 mit Propangas-Seelaterne
Bild 2: Propangas-Seelaterne PE200
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Die auf diesen Leuchttonnen (LT) eingesetzten Seelaternen wurden mit handelsüblichem Propangas aus an Bord befindlichen Gasfässern betrieben. Die verwendete Gastechnik ist kostenintensiv und wurde weltweit in größerem Umfang nur noch von der deutschen Seezeichenverwaltung eingesetzt. Die Instandhaltungsintervalle der Leuchttonnen werden durch verschiedene Komponenten, z.B. Farbanstrich, Propangasvorrat sowie Batteriekapazität für den elektronischen Kennungsgeber der Seelaternen, bestimmt.

Bild 3: Flachwasser-Leuchttonne mit Propangas-Seelaterne
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Die deutschen Nord- und Ostseegebiete gehören zu den geographischen Randgebieten, in denen, bei entsprechender Konfiguration der technischen Ausrüstung, solarbetriebene Leuchttonnen gerade noch einsetzbar sind. Dem Trend in der internationalen Seezeichentechnik folgend hat die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes bereits Ende der 80-iger Jahre des vergangenen Jahrhunderts begonnen, alternativ zum Propangasbetrieb, kleine und mittlere Leuchttonnen mit einer photovoltaischen Energieversorgung auszurüsten. Die erste, bezüglich der Anzahl der Leuchttonnen größere Umrüstungsmaßnahme wurde an der Küste Mecklenburg-Vorpommerns realisiert. Hier wurden 1992-94 ca. 150 Leuchttonnen für den Betrieb in den inneren Gewässern auf eine photovoltaische Energieversorgung umgerüstet.

Zeitgleich wurden die ersten großen Leuchttonnen mit einem elektrischen Betrieb und photovoltaischer Energieversorgung an der deutschen Nordseeküste erprobt. Die bautechnisch größte dieser Leuchttonnen weist mit einer Lichtpunkthöhe von ca. 10 m über Wasserlinie eine lichttechnische Tragweite bei Nacht und leichtem Dunst von ca. 6 Seemeilen auf.

Bild 4: Flachwasser-Leuchttonne - FWT 71-Solar
Bild 5: Solar-Leuchttonne  - LT 250-max
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1998 begannen erste Untersuchungen, um die ca. 1200 an den deutschen Nord- und Ostseeküsten im Einsatz befindlichen großen Leuchttonnen auf eine regenerative Energieversorgung mit einem möglichst wartungsfreien Betrieb umzustellen. Im Ergebnis dieser Untersuchungen wurde der Betrieb mit einer photovoltaischen Energieversorgung als am wirtschaftlichsten erkannt. Begleitend zu den Untersuchungen wurden mehrere große Leuchttonnen zur Erprobung auf eine photovoltaische Energieversorgung umgerüstet. Ziel dieser Erprobungen war es, technisch sichere und wartungsfreie Systeme unter der Maßgabe zu entwickeln, den seezeichentechnischen Standard der mit Propangas betriebenen Leuchttonnen beizubehalten bzw. zu verbessern. Insbesondere die seezeichentechnischen Parameter, wie Erkennbarkeit und Tragweite der lichttechnischen Einrichtungen, waren zu beachten.

Bild 6: Leuchttonne 81-Solar
Bild 7: Große Solar-Leuchttonne - GSLT
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Innovative Impulse hierbei, insbesondere zur Minimierung der Systemkomponenten der Photovoltaikanlage der Leuchttonnen, ergaben sich im Laufe der ersten Erprobungen durch den Einsatz von LED-Technik als Leuchtmittel in den Seelaternen. Hierdurch konnten die Systemkomponenten Solargenerator und Speicherakkumulator wesentlich verkleinert werden, da mit der LED-Technik bei geringerer elektrischer Leistungsaufnahme eine höhere Lichtausbeute bei farbigem Licht zu erzielen ist, als mit Glühlampentechnik und Farbfiltern. Es ergab sich die Möglichkeit, alle Anlagenanteile einer photovoltaischen Energieversorgung in einem kompakten, universellen Aufsatz für die Leuchttonne zu integrieren.

Bild 8: LED-Seelaterne
Bild 9: Leuchttonne 81 - SKA
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Durch die Fachstelle für Verkehrstechniken (FVT) wurde ein kompakter Aufsatz - Solar-Kompaktaufsatz - zur photovoltaischen Energieversorgung von Leuchttonnen entwickelt, der an die besonderen klimatischen und geographischen Bedingungen der deutschen Küstengewässer angepasst ist. Nach einer zweijährigen Erprobung von 30 Solar-Kompaktaufsätzen (SKA) auf großen Leuchttonnen in der Nord- und Ostsee wurde in 2004 die Umrüstung aller großen gasbetriebenen Leuchttonnen auf den Betrieb mit SKA begonnen. Die Maßnahme der Umstellung des Betriebes der Leuchttonnen auf Solar- und LED-Technik und somit der vollständige Ersatz aller gasbetriebenen Leuchttonnen wurde in 2010 abgeschlossen.

Bild 10: Solar-Kompaktaufsatz - SKA
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Bild 11: Leuchttonne 81 - SKA
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Bild 12: Reede-Fasstonne - SKA
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Bild 13: Flachwassertonne - SKA
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Bildnachweis: FVT